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1700976314 图 2-27
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1700976317 图2-26所示为仅有角向速度对应的科里奥利力FCor(θ).
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1700976321 任何情况下轴向速度对应的科里奥利力均为零,即FCor(z)=0.这是很好理解的,因为质点沿轴向的分运动在S′系和在S系是一致的,故S′系中轴向虚拟力必为零.径向速度对应的科里奥利力FCor(r),需要作简单解释.
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1700976326 参照图2-28,径向朝外时对应的FCor(r)方向与S′系相对于S系旋转方向相反.设质点m在S′系没有角向运动,沿FCor(r)方向的加速度aθ=0,必有与FCor(r)大小相同,方向相反的真实力Fθ存在,这一真实力需在惯性系S中寻找.参阅图2-29,设t时刻质点在S′系中位于r′处,相对于S系具有角向速度,大小为ωr′.经dt时间,S′系原径向线相对于S系转过角度dθ=ωdt,质点到达r′+dr′位置,其中.此时新的角向速度方向如图2-29示,大小为ω(r′+dr′),新的径向速度方向也已在图中示出,大小为.图2-29中竖直虚线代表t时刻的角向方位线,t到t+dt时间内,质点相对于S系在此方向线上的速度增量为
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1700976334 图 2-28
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1700976339 图 2-29
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1700976341 得质点在S系中的角向加速度
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1700976346 和角向真实力
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1700976351 回到S′系,便有
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1700976357 地球是匀速旋转非惯性系,某些自然现象可以在这一参考系中通过科里奥利力得到解释.将图2-28设想成从北极高空所得的北半球俯视图,从北向南的河流中河水有图示的径向速度,对应的科里奥利力FCor(r)指向河床右岸,平衡此力的必定是右岸对河水的真实推力Fθ,河水对右岸的反作用力形成了可观察到的河床右岸受较强冲刷的现象.北半球纬度较低处,在夏季常能形成低压中心区域,周围空气就会流向这一区域,据(2.27)式,气流受到的科里奥利力总是指向气流速度v′方向的右侧,气流因此旋转,形成逆时针方向旋转的强热带风暴,如图2-30所示.在南半球,强热带风暴则是顺时针方向旋转的.
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